Sophie Henrot-Versillé, médaillée d’argent CNRS 2026, trait d’union entre cosmologie et physique des particules
Sophie Henrot-Versillé est directrice de recherche à IJCLab (CNRS / Université Paris-Saclay), où elle a dirigé le pôle astroparticules, astrophysique et cosmologie pendant les 6 dernières années. Depuis près de trente ans, sa soif de connaissances la pousse à naviguer entre deux infinis : celui de l’infiniment petit des particules élémentaires et celui, vertigineux, du cosmos. Elle alterne successivement entre les expériences de physique des particules comme BaBar aux Etats-Unis et ATLAS au CERN, où elle part à la recherche de particules et d’interactions au-delà du Modèle Standard de la physique des particules, et les projets de cosmologie tels que les satellites Planck ou LiteBIRD, qui mesurent le fond diffus cosmologique, une relique de l’Univers primordial. Cette aventure entre les deux infinis lui a permis de porter un regard croisé sur les deux disciplines et de développer ses talents d’expérimentatrice comme de phénoménologiste. Une trajectoire singulière qui lui vaut aujourd’hui la médaille d’argent du CNRS.
C’est auprès de l’expérience BaBar que débute la carrière scientifique de Sophie Henrot-Versillé, en thèse au LPNHE – un hasard qui allait préfigurer une carrière à la frontière entre les deux infinis. C’est en effet en examinant l’infiniment petit, soit la désintégration de mésons B, que l’expérience américaine cherchait des réponses aux mystères de l’infiniment grand, en l’occurrence, l’asymétrie observée entre matière et antimatière dans l’Univers. « On produisait des paires de mésons et on comparait leurs désintégrations en cherchant à observer des asymétries subtiles », explique-t-elle. Elle travaille notamment à caractériser le bruit de fond de l’accélérateur et à préparer des analyses de données complexes. Un travail de l’ombre indispensable, mais dont elle ne verra pas immédiatement les fruits. « J’ai quitté la collaboration avant la découverte de la violation d’une symétrie dénommée ‘violation CP’ dans le système des mésons B. C’était un peu frustrant, mais c’était pour la bonne cause : un premier poste au CNRS ! »
À peine recrutée au LAL (Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire, un des laboratoires prédécesseurs d’IJCLab), première oscillation : elle laisse de côté la physique des particules et rejoint l’aventure Planck, mission spatiale dédiée à l’étude du fond diffus cosmologique (CMB), cette lumière fossile émise peu après le Big Bang. « C’était un grand écart un peu exigé par les circonstances », reconnaît-elle, « je passais soudainement de la physique des particules à la cosmologie. » Mais loin de la déstabiliser, ce virage élargit son horizon. Elle travaille sur l’instrument haute fréquence du satellite, en participant à la mise au point et à la calibration de détecteurs ultra-sensibles.
Avant même le lancement de Planck, elle s’embarque dans une expérience hors du commun : Archeops, un ballon stratosphérique conçu comme un “mini-Planck”, lancé depuis la base de Kiruna, dans le nord de la Suède, permettant de tester les composants du futur satellite tout en accumulant de nouvelles données sur le CMB. Direction le cercle polaire, en pleine nuit arctique. « On travaillait à –40 °C, sous les aurores boréales. C’était un endroit magique ! » Là, elle met littéralement les mains dans le cambouis, testant l’instrument, calibrant les détecteurs, validant des choix technologiques cruciaux. Une expérience fondatrice, qui lui permet d’acquérir une expertise précieuse en cosmologie expérimentale.
Au début des années 2000, Planck poursuit sa lente maturation. Sophie Henrot-Versillé participe aux tests du modèle de qualification de l’instrument HFI, développant notamment des sources de calibration pour mesurer la réponse des détecteurs. Mais une fois encore, elle quitte le projet avant son aboutissement…
Car en 2006, nouveau virage : direction le CERN et l’expérience de physique des particules ATLAS. Une envie irrépressible de revenir à la physique des particules au moment où la discipline allait vivre un moment historique : le démarrage du LHC. Elle se consacre alors à la recherche de nouvelle physique au-delà du modèle standard, notamment la supersymétrie, dans les domaines d’énergie entièrement nouveaux promis par le LHC. Au sein de l’équipe ATLAS du laboratoire, elle étudie un canal de désintégration sans lepton, particulièrement contraignant pour ces modèles. Même si elle n’est pas directement impliquée dans la découverte du boson de Higgs, elle voit de l’intérieur l’effervescence du démarrage du LHC. « C’était une période fascinante, d’autant plus intense que, en parallèle en 2009, Planck était lancé. Je voyais les deux projets sur lesquels j’avais travaillé naître en même temps ! », glisse-t-elle.
Quelques années plus tard, dernière oscillation vers le cosmos. Alors que Planck fournissait de généreuses données aux cosmologistes du monde entier, elle souhaite tenir la promesse faite à ses collègues à l’époque : rejoindre une fois de plus l’aventure Planck pour apporter son expertise à l’analyse des données. C’est un regard original qu’elle amène, en introduisant une analyse statistique favorisée par les physiciens des particules mais peu en vogue chez les cosmologistes – l’analyse fréquentiste. « C’est typiquement le genre de choses rendues possibles par le fait d’avoir vogué entre les disciplines », souligne-t-elle. Elle contribue en parallèle à des travaux combinant données cosmologiques et résultats du LHC pour contraindre les modèles de matière noire, ou encore à des études sur la somme des masses des neutrinos dans l’Univers.
Aujourd’hui, son regard est tourné vers l’après-Planck avec le projet LiteBIRD, mission spatiale internationale pilotée par l’agence japonaise JAXA. Objectif : mesurer avec une précision inédite la polarisation du fond diffus cosmologique, et notamment les modes B, signatures potentielles de la phase d’inflation de l’Univers. Très impliquée dans la structuration de la contribution européenne, elle en a été l’une des architectes. Désormais responsable de la calibration de l’instrument, elle travaille à définir les exigences expérimentales nécessaires pour exploiter au mieux les futures données. « LiteBIRD n’est pour l’instant qu’à l’état de projet, on dessine encore les plans. Mais beaucoup se joue à ce stade. »
Au-delà de ses recherches, Sophie Henrot-Versillé assume aujourd’hui de nombreuses responsabilités, à l’échelle nationale comme au sein de collaborations internationales. Déléguée scientifique Mission Spatiales à CNRS Nucléaire & Particules, elle a également pris des responsabilités importantes au sein de LiteBIRD, à l’interface avec les communautés scientifiques de nombreux pays. Une dimension internationale chère à son cœur : « La science, c’est un moyen d’apprendre à se connaître entre peuples, pays, cultures, langages… A travers ces collaborations, on doit faire l’effort de se comprendre au-delà des barrières. C’est une richesse incommensurable, notamment dans un contexte international traversé par de si nombreuses tensions. »
La médaille d’argent du CNRS vient désormais couronner un parcours atypique entre deux disciplines : « Je n’ai pas encore totalement intégré l’idée », confie-t-elle. « Même si j’y vois avant tout une reconnaissance pour un travail collectif, à titre personnel, cela me conforte dans l’idée que ce parcours sinueux n’était pas un si mauvais choix ! ».